Question

6．一边长为10cm的正方体浸没在水中，下底面距离水面30cm，则物体下表面受到水向上的压强为多少Pa？向上的压力为多少N？上表面受到水向下的压强为多少Pa？向下的压力为多少N？正方体受到的浮力为多少N？（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）知道正方体下表面的深度，根据p=ρgh求出正方体上表面受到水的压强；根据p=$\frac{F}{S}$求物体上表面所受到水的压力；
（2）根据题意求出上表面所处的深度，根据p=ρgh求出正方体上表面受到水的压强；根据p=$\frac{F}{S}$求物体下表面所受到水的压力
（3）浮力等于物体上、下表面所受到的压力差．由此计算浮力．

解答 解：
（1）正方体下表面所处的深度：h_下=30cm=0.3m，
正方体下表面受到水的压强：p_下=ρgh_下=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.3m=3000Pa；
由p=$\frac{F}{S}$可得，物体下表面所受到水的压力：F_下=p_下S=3000Pa×0.1m×0.1m=30N；
（2）正方体上表面所处的深度：h_上=h_下-L=30cm-10cm=20cm=0.2m，
正方体上表面受到水的压强：p_上=ρgh_上=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.2m=2000Pa，
由p=$\frac{F}{S}$可得，物体上表面所受到水的压力：F_上=p_上S=2000Pa×0.1m×0.1m=20N；
（3）正方体上、下表面受到水的压力差：△F=F_下-F_上=30N-20N=10N，
浮力等于物体上、下表面所受到的压力差，：F_浮=△F=10N．
答：物体下表面受到水向上的压强为3000Pa，向上的压力为30N；上表面受到水向下的压强为2000Pa，向下的压力为20N；正方体受到的浮力为10N．

点评 本题考查了液体压强公式和固体压强公式的应用以及压力差法算浮力，关键是根据题意正确找到正方体上下表面所处的深度．